Mining

Mining ist der Prozess, durch den Kryptowährungstransaktionen gesammelt, verifiziert und in einem digitalen Hauptbuch, der sogenannten Blockchain, aufgezeichnet werden. Die von Minern geleistete Arbeit ist für die Aufrechterhaltung der Integrität des Netzwerks unerlässlich und ist auch für die Einführung neuer Coins in das System verantwortlich.

Im traditionellen Bankensystem wird Fiat-Währung von Finanzinstituten und Regierungsbehörden gedruckt und verteilt – bei den meisten Kryptowährungen liegt die Ausgabe neuer Coins jedoch nicht in den Händen zentraler Stellen. Stattdessen werden neue Kryptowährungseinheiten durch den Prozess des Minings erzeugt, der einer Reihe von vordefinierten Regeln folgt, die durch das zugrunde liegende Protokoll festgelegt werden. Während das Protokoll die primären Regeln definiert, legen die so genannten Konsensalgorithmen fest, wie diese Regeln befolgt werden (zum Beispiel bei der Validierung von Transaktionen).

Am Beispiel von Bitcoin werden die am Mining-Prozess beteiligten Teilnehmer als Mining-Nodes (oder einfach Miner) bezeichnet und spielen eine Schlüsselrolle für die Sicherheit des Blockchain-Netzwerks. Die Aufgabe eines Miners besteht darin, unbestätigte Transaktionen aus dem Speicherpool zu sammeln und sie zu einem Candidate Block zusammenzustellen, den er dann zu validieren versucht.

Bei der Erstellung eines Candidate Blocks fügt ein Miner eine Transaktion ein, bei der er die Blockbelohnung an sich selbst sendet. Diese Transaktion wird als Coinbase-Transaktion bezeichnet und ist oft die erste, die in einem Block aufgezeichnet wird.

Nachdem die Liste der unbestätigten Transaktionen erstellt wurde, wird jede Transaktion gehasht, und ihre Ausgaben werden in Paaren organisiert. Diese Paare werden dann gehasht und erzeugen neue Ausgaben, die ebenfalls in Paaren organisiert und erneut gehasht werden. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis ein einziger Hash erzeugt wird, der als Root-Hash oder Merkle-Baum-Wurzel bezeichnet wird.

Der Root-Hash wird dann mit dem Hash des zuvor bestätigten Blocks und einer Pseudo-Zufallszahl namens Nonce (sowie einigen anderen Parametern) kombiniert. Diese Elemente werden dann gehasht und ergeben den Block-Hash für diesen Candidate Block.
Der Miner ist jedoch nur dann erfolgreich, wenn die resultierende Ausgabe (Blockhash) für seinen Candidate Block unter einem vorher festgelegten Wert (Target) liegt. Folglich basiert der Prozess auf Versuch und Irrtum, und er muss zahlreiche Hash-Funktionen mit verschiedenen Nonces durchführen, um ein gültiges Ergebnis zu finden. Der erste Schürfer, der einen gültigen Hashwert findet, validiert seinen Candidate Block und erhält die Blockbelohnung. Der gesamte Prozess dauert im Durchschnitt zehn Minuten.

Sobald ein Block validiert wurde, wird er der Blockchain hinzugefügt und die Miner beginnen mit der Arbeit am nächsten Block. Der von den Minern erzeugte gültige Hash fungiert als Beweis für ihre Arbeit, weshalb der Bitcoin-Konsensalgorithmus Proof of Work genannt wird. Jeder bestätigte Block hat einen eindeutigen Block-Hash, der als Identifikator dient.

Die Blockbelohnung wird durch das Bitcoin-Protokoll festgelegt und sinkt alle 210.000 Blöcke (etwa vier Jahre). Ursprünglich betrug die Blockbelohnung 50 BTC und liegt jetzt bei 6,25 BTC.

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